前言

近年來，汽車行業正經歷著重大的變革。隨著先進駕駛輔助系統 (ADAS)*1 的出現、電動汽車的轉變以及信息娛樂系統的日益成熟，汽車儼然已進化為高級電子設備。電子元件在這一轉變中發揮著至關重要的作用。本文將重點介紹支持汽車進一步發展的電子元件：汽車應用中的功率電感器。

汽車正加速走向電氣化

在全球日益關注碳中和的背景下，各大汽車廠商紛紛宣布進軍電動汽車市場。全部或部分由電池和電機驅動的xEV正在引領這一趨勢。汽車行業正在經歷一場大規模的技術創新浪潮，比如利用攝像頭和傳感器檢測周圍信息以輔助駕駛的 ADAS 的加速發展以及自動駕駛技術的演變。
 
隨著向電動汽車和電子設備的轉變，車載電子控制單元 (ECU)*2（控制發動機、電機、制動器和傳感器的計算機）的數量也在增加。實際上，最新型的汽車中已使用了數百個電子控制單元。
 
按類別劃分的汽車電子控制單元

汽車配有各種與動力系統、信息處理和安全相關的電子控制單元，以電子方式控制車輛的各項功能。
電子控制單元的使用數量正在逐年攀升。

汽車電子元件的作用

所有電子控制單元都含有 DC-DC 轉換器，用于將電池電壓調整到最佳水平。功率電感器是決定這些轉換器性能的關鍵元件。接通直流電 (DC) 時，電流可自由通過電感器，而接通交流電 (AC) 時，電感器將發揮電阻的作用。當搭配執行高速開關的 IC 使用時，電感器可促使 DC-DC 轉換器將電壓轉換到所需水平。
 
功率電感器根據其結構，大致分為繞線型、積層型和薄膜型。繞線型的特點是可承載高電流，并且提供各種搭配鐵氧體或軟磁金屬芯的產品可供選擇。積層型和薄膜型的尺寸可以更小、更薄，近年來，這兩種類型也具備了處理高電流的能力。由于電子控制單元需要為其控制的設備配備最佳 DC-DC 轉換器，所以需要各種具有不同特性的功率電感器產品。
 
 

汽車功率電感器的需求預測

對電子控制單元不斷增長的需求預計將大幅推動對汽車電感器的需求。
（2020 年的需求值用 100 表示。數據來源：TDK 的研究）

 
隨著汽車上電子控制單元數量的不斷增加，對于電感器、電容器和 EMC 產品等電子元件的需求也在激增。全球對汽車電感器的需求預計還將繼續增加，到 2030 年將達到 2020 年的兩倍左右。（數據來源：根據TDK 的調查）
 

TDK的功率電感器具有廣泛的特性

隨著電動汽車 (xEV) 和自動駕駛的發展，人們對汽車電子元件的性能要求也在不斷提高。由于乘員和周圍環境的安全與自動駕駛和碰撞安全系統等汽車功能密切相關，所以要求電子元件比以往更可靠，性能更高。由于 DC-DC 轉換器正朝著更高頻開關的方向轉變，以縮小尺寸，減輕重量，所以功率電感器也必須能夠處理更高的頻率。
 
TDK 提供多種專為汽車應用設計的功率電感器，以根據其作用為具有不同電感和電流要求的電子控制單元提供支持，比如 ADAS、傳感器和圖像處理。這些電感器可最大限度降低故障風險，以提供強大的可靠性，滿足自動駕駛技術的復雜需求。此外，這些電感器還具有抗噪能力，該能力是對開關元件越來越高的工作頻率的補充。
 

汽車功率電感器產品組合

TDK 的功率電感器可在各種電感和額定電流組合中使用。
每種產品的特性范圍都在上圖中用一個彩色區域表示。

 


來自 TDK株式會社磁性材料事業部的大久保等 (Hitoshi Okubo) 講述了 TDK 汽車功率電感器的優勢。“近年來，隨著 ADAS 和自動駕駛等安全功能的增強，汽車變得更加智能，信息娛樂功能更加豐富，遠程信息處理功能也更加完善。由于車載電子設備的數量預計還將繼續增加，希望我們的產品能夠應用到更多領域。與此同時，考慮到電子設備故障對汽車安全的負面影響非常大，所以人們對“零缺陷”質量的需求比以往任何時候都更加強烈。TDK 通過使用繞線、積層和薄膜等多種構建方式，提供緊湊、多功能且高度可靠的電感器產品。尤其是專為汽車應用設計的薄膜功率電感器，這種電感器將 TDK 專有薄膜與經歷漫長發展的磁性材料技術相結合，獲得了傳統產品所不具備的特性。它不僅體積很小，而且性能卓越且可靠性高。我們還將繼續響應市場需求，提供適合客戶應用的各種產品。”
 
憑借廣泛的產品陣容，TDK 的汽車功率電感器為不斷擴充的汽車和電子控制單元功能提供了合適的性能，也為不斷發展的下一代汽車奠定了安全和環保性能的基礎。
 

適用于汽車應用的 TDK 高可靠性功率電感器產品

術語

先進駕駛輔助系統 (ADAS)：專為提升汽車安全性而設計的系統。

電子控制單元 (ECU)：以電子方式控制發動機、制動器、攝像頭、大燈、車內溫度和汽車其他模塊的組件。